Perkara yang perlu dibaca: Jawapan Ringkas kepada Soalan Besar ialah buku terbaru Stephen Hawking

2024 Pengarang: Malcolm Clapton | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2023-12-17 04:06

Petikan daripada karya saintis hebat tentang sama ada perjalanan masa adalah mungkin.

Berkait rapat dengan perjalanan masa ialah keupayaan untuk bergerak dengan cepat dari satu titik di angkasa ke tempat lain. Seperti yang saya katakan sebelum ini, Einstein menunjukkan bahawa tujahan jet yang sangat kuat diperlukan untuk mempercepatkan kapal angkasa ke kelajuan hampir cahaya. Jadi satu-satunya cara untuk bergerak dari satu bahagian Galaxy ke bahagian lain dalam tempoh masa yang munasabah adalah dengan dapat melipat ruang-masa sedemikian rupa sehingga tiub kecil, atau "lubang cacing" terbentuk. Ia boleh menghubungkan dua bahagian Galaxy dan bertindak sebagai laluan terpendek di antara mereka; anda boleh terbang ke sana ke mari dan masih menangkap semua rakan anda hidup-hidup. "Lubang cacing" sedemikian dianggap serius sebagai peluang yang tersedia untuk tamadun masa depan. Jika anda berjaya berpindah dari satu bahagian Galaxy ke bahagian lain dalam beberapa minggu, maka anda boleh kembali melalui "lubang" lain - pada masa yang sama sebelum anda mencapai jalan. Selain itu, tiada apa yang akan menghalang anda daripada bergerak ke hadapan dan kembali ke masa lalu melalui satu "lubang cacing" jika kedua-dua hujungnya bergerak relatif antara satu sama lain.

Kita boleh mengatakan bahawa untuk mencipta "lubang cacing", adalah perlu untuk membengkokkan ruang-masa ke arah yang bertentangan dengan arah yang dilenturkan oleh bahan biasa. Perkara biasa membengkokkan ruang-masa ke arah dirinya sendiri, seperti permukaan Bumi. Tetapi mencipta "lubang cacing" memerlukan jirim yang melenturkan ruang-masa ke arah yang bertentangan, seperti permukaan pelana. Perkara yang sama berlaku untuk sebarang kelengkungan ruang masa yang lain untuk mengembara ke masa lalu, melainkan alam semesta sangat melengkung sehingga ia sudah mempunyai keupayaan perjalanan masa. Hanya dalam kes ini anda akan memerlukan jirim dengan jisim negatif dan ketumpatan tenaga negatif.

Tenaga adalah seperti wang. Jika anda mempunyai baki positif di bank, anda boleh menggunakan wang itu dalam apa jua cara yang anda mahukan. Walau bagaimanapun, menurut undang-undang klasik, yang sehingga baru-baru ini dianggap tidak berubah, overdraf tidak dibenarkan apabila menggunakan tenaga.

Undang-undang klasik menjadikannya mustahil untuk kita membengkokkan alam semesta supaya perjalanan masa menjadi mungkin. Tetapi undang-undang klasik disangkal oleh teori kuantum - yang kedua selepas teori relativiti umum, revolusi intelektual yang hebat dalam pemahaman kita tentang Alam Semesta. Teori kuantum adalah lebih fleksibel dan membenarkan overdraf dalam beberapa kes. Walau bagaimanapun, pihak bank sepatutnya bersikap baik kepada kita. Dalam erti kata lain, teori kuantum membenarkan ketumpatan tenaga negatif di beberapa tempat, jika anda memberikan ketumpatan positif di tempat lain.

Teori kuantum membenarkan ketumpatan tenaga negatif kerana ia berdasarkan prinsip ketidakpastian. Dan dia berhujah bahawa beberapa ciri, seperti kedudukan dan kelajuan zarah, tidak boleh secara serentak mempunyai nilai yang diukur dengan tepat. Lebih tepat kedudukan zarah ditentukan, semakin tinggi ketidakpastian tentang halajunya dan sebaliknya. Prinsip ketidakpastian juga digunakan untuk medan - contohnya, untuk medan elektromagnet atau graviti. Beliau berhujah bahawa medan ini tidak boleh mempunyai nilai nol walaupun di mana kita fikir terdapat ruang kosong. Hakikatnya ialah jika nilai mereka sama dengan sifar, maka ini bermakna mereka mesti mempunyai kedudukan yang jelas, sama dengan sifar, dan kelajuan yang jelas, sama dengan sifar. Dan ini bertentangan dengan prinsip ketidakpastian. Ini bermakna bahawa medan mesti mempunyai sedikit turun naik minimum. Orang boleh bayangkan apa yang dipanggil turun naik vakum dalam bentuk pasangan zarah dan antizarah yang tiba-tiba timbul, berpisah, kemudian bergabung semula dan memusnahkan, saling memusnahkan.

Pasangan zarah sedemikian - antizarah dianggap maya, kerana ia tidak dapat dikesan secara langsung menggunakan pengesan zarah. Tetapi kesan tidak langsung boleh diperhatikan. Untuk ini, apa yang dipanggil kesan Casimir digunakan. Cuba bayangkan dua plat logam selari dengan jarak yang dekat antara satu sama lain. Plat bertindak sebagai cermin untuk zarah maya dan antizarah. Ini bermakna ruang antara plat kelihatan seperti paip organ, hanya ia menghantar gelombang cahaya dengan frekuensi resonans tertentu. Akibatnya, ternyata sejumlah turun naik kuantum berlaku di antara plat, berbeza daripada apa yang berlaku di belakangnya, di mana turun naik ini boleh mempunyai sebarang panjang gelombang. Perbezaan dalam bilangan zarah maya antara plat dan luar bermakna plat berada di bawah tekanan yang lebih pada satu sisi daripada yang lain. Satu kuasa kecil timbul, yang membawa plat lebih dekat antara satu sama lain. Daya ini boleh diukur secara eksperimen. Jadi zarah maya wujud dalam realiti dan mempunyai kesan sebenar.

Oleh kerana terdapat lebih sedikit zarah maya, atau turun naik kuantum dalam vakum, antara plat, ketumpatan tenaga juga lebih rendah di sini berbanding di ruang sekeliling. Tetapi ketumpatan tenaga ruang kosong pada jarak yang jauh dari plat harus sama dengan sifar. Jika tidak, ruang-masa akan melengkung dan Alam Semesta tidak akan rata sepenuhnya. Ini bermakna ketumpatan tenaga di kawasan antara plat mestilah negatif.

Pesongan cahaya yang terbukti secara eksperimen menunjukkan bahawa ruang masa adalah melengkung, dan kesan Casimir mengesahkan bahawa kelengkungan boleh menjadi negatif. Dan nampaknya apabila sains dan teknologi berkembang, kita akan dapat mencipta "lubang cacing" atau membengkokkan ruang dan masa dengan cara lain agar dapat mengembara ke masa lalu. Tetapi dalam kes ini, beberapa persoalan dan masalah tidak dapat dielakkan timbul.

Contohnya: jika perjalanan masa menjadi mungkin pada masa hadapan, mengapa tiada sesiapa yang kembali kepada kami dari masa depan dan memberitahu kami cara melakukannya.

Walaupun terdapat alasan yang baik untuk menghalang kita dalam kegelapan, sememangnya sukar bagi manusia untuk mempercayai bahawa tiada siapa yang mahu muncul dan mendedahkan kepada kita petani terbelakang miskin rahsia perjalanan masa. Sudah tentu, ada yang berpendapat bahawa tetamu dari masa depan sudah melawat kami - mereka terbang dengan UFO, dan kerajaan terlibat dalam konspirasi gergasi untuk menutup fakta ini untuk menggunakan pengetahuan saintifik yang dibawa oleh tetamu. Saya hanya boleh mengatakan satu perkara: jika kerajaan menyembunyikan sesuatu, mereka masih tidak dapat menggunakan maklumat berguna yang diterima daripada makhluk asing. Saya sangat skeptikal tentang "teori konspirasi" dan saya dapati "teori huru-hara" yang lebih munasabah. Laporan UFO tidak boleh dikaitkan secara eksklusif dengan makhluk asing kerana ia saling bertentangan. Tetapi jika kita mengakui bahawa beberapa pemerhatian ini hanyalah kesilapan atau halusinasi, bukankah lebih logik untuk mengakui bahawa ia adalah, daripada mempercayai bahawa kita dikunjungi oleh tetamu dari masa depan atau dari bahagian lain Galaxy? Jika tetamu ini benar-benar ingin menjajah Bumi atau memberi amaran kepada kita tentang sejenis bahaya, maka mereka sangat tidak berkesan.

Terdapat cara untuk mendamaikan idea perjalanan masa dengan fakta bahawa kami tidak pernah bertemu tetamu dari masa depan. Kita boleh mengatakan bahawa perjalanan sedemikian hanya akan menjadi mungkin pada masa hadapan. Ruang masa masa lalu kita adalah tetap kerana kita memerhatikannya dan melihat bahawa ia tidak cukup melengkung untuk kita dapat mengembara kembali ke masa lalu. Dan masa depan terbuka, jadi suatu hari nanti kita akan belajar untuk membengkokkan ruang-masa dan mendapat peluang untuk mengembara dalam masa. Tetapi kerana kita akan dapat membengkokkan ruang-masa hanya pada masa hadapan, kita tidak akan dapat kembali daripadanya kepada masa kini atau lebih awal lagi.

Gambar sedemikian mungkin menjelaskan mengapa kita tidak mengalami kemasukan pelancong dari masa depan. Tetapi ia masih memberi ruang untuk banyak paradoks. Katakan ada peluang untuk terbang dalam kapal angkasa dan kembali sebelum penerbangan dimulakan. Apakah yang akan menghalang anda daripada meletupkan roket di tapak pelancaran dan dengan itu mengecualikan kemungkinan penerbangan sedemikian untuk diri anda sendiri? Terdapat versi lain yang tidak kurang paradoks: sebagai contoh, untuk kembali ke masa lalu dan membunuh ibu bapa anda sebelum anda dilahirkan. Terdapat dua penyelesaian yang mungkin untuk ini.

Satu perkara yang saya panggil pendekatan sejarah yang konsisten. Dalam kes ini, seseorang boleh mencari penyelesaian yang konsisten kepada persamaan fizik - walaupun ruang masa melengkung ke tahap yang mungkin untuk mengembara ke masa lalu. Dari sudut pandangan ini, anda tidak boleh menyediakan roket untuk perjalanan ke masa lalu jika anda belum kembali kepadanya dan tidak dapat meletupkan pad pelancaran. Ini adalah gambaran berurutan, tetapi ia mengatakan bahawa kita benar-benar ditentukan: kita tidak dapat mengubah pemikiran kita. Ini terlalu banyak untuk kehendak bebas.

Satu lagi penyelesaian yang saya panggil pendekatan sejarah alternatif. Ia diperjuangkan oleh ahli fizik David Deutsch, dan mungkin dimaksudkan oleh pencipta Back to the Future. Dengan pendekatan ini, dalam satu sejarah alternatif tidak akan ada pulangan dari masa depan sebelum pelancaran roket dan, dengan itu, tidak akan ada peluang untuk meletupkannya. Tetapi apabila pengembara itu kembali dari masa depan, dia mendapati dirinya dalam sejarah alternatif yang lain. Di dalamnya, umat manusia melakukan usaha yang luar biasa untuk membina kapal angkasa, tetapi sebelum bermula dari bahagian lain Galaxy, kapal serupa muncul dan memusnahkan yang dibina.

David Deutsch lebih suka pendekatan sejarah alternatif kepada konsep pluraliti sejarah, yang dikemukakan oleh ahli fizik Richard Feynman. Ideanya ialah, menurut teori kuantum, alam semesta tidak mempunyai sejarah yang unik dan unik.

Terdapat semua kemungkinan cerita di Alam Semesta, masing-masing mempunyai tahap kebarangkalian sendiri.

Seharusnya ada kemungkinan cerita di mana terdapat keamanan yang stabil di Timur Tengah, tetapi kemungkinan cerita sedemikian kemungkinan besar adalah rendah.

Dalam sesetengah cerita, ruang masa diselewengkan supaya objek seperti roket boleh kembali ke masa lalu mereka. Tetapi setiap cerita adalah penting dan berdikari, menggambarkan bukan sahaja ruang-masa yang melengkung, tetapi juga semua objek di dalamnya. Oleh itu, roket itu, kembali, tidak boleh masuk ke dalam sejarah alternatif lain. Ia kekal dalam cerita yang sama, yang mesti konsisten diri. Dan saya, tidak seperti Deutsch, percaya bahawa idea kepelbagaian cerita berfungsi memihak kepada pendekatan sejarah yang konsisten dan bukannya pendekatan sejarah alternatif.

Nampaknya, kita tidak berada dalam kedudukan untuk meninggalkan gambaran sejarah yang konsisten. Walau bagaimanapun, ini mungkin tidak menangani isu determinisme dan kehendak bebas jika terdapat kemungkinan yang sangat kecil untuk cerita di mana ruang masa melengkung supaya perjalanan masa mungkin melebihi skala makroskopik. Saya memanggil ini hipotesis keselamatan kronologi: undang-undang fizik direka untuk menghalang perjalanan masa pada tahap makroskopik.

Nampaknya ia kelihatan seperti jika ruang-masa melengkung hampir cukup untuk membolehkan perjalanan ke masa lalu, maka zarah maya boleh menjadi zarah hampir nyata yang bergerak di sepanjang trajektori tertutup. Ketumpatan zarah maya dan tenaganya meningkat dengan ketara, yang bermaksud bahawa kemungkinan cerita sedemikian adalah sangat kecil. Walaupun ini menjadi serupa dengan aktiviti agensi perlindungan kronologi yang berusaha untuk memelihara dunia untuk ahli sejarah. Tetapi tema kelengkungan ruang dan masa masih di peringkat awal. Menurut bentuk penyatuan teori rentetan yang dikenali sebagai teori-M, yang kami mempunyai harapan tinggi untuk menyatukan relativiti am dan teori kuantum, ruang masa harus mempunyai sebelas dimensi, bukan empat yang kami alami.

Intinya ialah tujuh daripada sebelas dimensi ini digulung menjadi ruang yang begitu kecil sehingga kita tidak menyedarinya. Sebaliknya, empat dimensi yang tinggal boleh dikatakan rata dan mewakili apa yang kita panggil ruang-masa. Jika gambar ini betul, maka mungkin untuk menyambungkan empat dimensi rata dengan baki tujuh dimensi yang sangat melengkung, atau terherot. Apa yang akan datang daripada ini, kita belum tahu. Tetapi peluang yang menarik.

Sebagai kesimpulan, saya akan mengatakan perkara berikut.

Konsep moden kami tidak mengecualikan kemungkinan perjalanan angkasa lepas pantas dan kembali ke masa lalu. Ini boleh menimbulkan masalah logik yang besar, jadi mari kita berharap terdapat beberapa jenis Undang-undang Keselamatan Kronologi yang akan menghalang orang daripada kembali ke masa lalu dan membunuh ibu bapa mereka.

Tetapi peminat fiksyen sains tidak sepatutnya kecewa. M-teori memberi harapan.

Karya terakhir ahli fizik terkenal dunia Stephen Hawking, sebuah buku-bukti, di mana beliau meringkaskan dan bercakap mengenai topik yang paling penting yang menjadi perhatian semua orang.

Adakah manusia akan bertahan? Patutkah kita begitu aktif di angkasa lepas? Adakah Tuhan? Ini hanyalah beberapa soalan yang dijawab dalam buku terakhirnya oleh salah seorang tokoh terhebat dalam sejarah.